[发明专利]一种连铸二次冷却自动控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属连铸机二次冷却自动控制系统及其控制方法。

背景技术

目前连铸设备广泛的应用于冶金行业。通常，连铸工艺为：钢水经过大包，中包注入到结晶器中，在结晶器中经过一次冷却后进入二次冷却区，在二次冷却区经过二次冷却后形成带有液芯的铸坯。

连铸机如何高效稳定高质量的工作是人们一直重点关注的问题，二次冷却强度不合适会影响铸坯表面质量甚至诱发漏钢，因此应用的二次冷却控制策略是提高铸坯质量、提高浇铸效率的关键。。

冶金工业的连铸机生产中二次冷却控制系统是连铸机高效稳定生产的重要因素之一，目前二冷冷却多为气雾冷却方式即通过冷却水和压缩空气的共同作用来对铸坯进行冷却。

近些年随着科学技术的快速发展中，二冷区的配水量的控制引入的扰动因素越来越全面，如钢水温度波动、过热度波动，二冷水水温波动等。

目前的二冷控制的控制原理控制方法可总结为如下表达式：

Q_i=a_iv²+ b_iv+c_i+D_iΔT₁+E_iΔT₂

其中，Qi表示二冷某冷却段的水量，单位为L/min,a、b、c为二冷模型计算获得的拉速系数；ΔT₁表示过热度波动值，D_i表示过热度系数；E_i为二冷水温系数，ΔT₂表示过热度波动值。

将过热引入控制控制系统的装置如2011年8月10日授权的授权公告号为CN 201922012 U的实用新型专利，该装置将钢水过热度通过连续测温引入控制装置中，根据过热度改变二冷配水量。

虽然目前的二冷控制考虑的控制因素很多，但是这些控制因素都是针对冷却水而考虑的，目前还没有控制装置将压缩空气温度的变化对二次冷却产生的影响引入控制系统。

在实际生产中，环境温度的剧烈变化会导致压缩空气温度的大幅度波动，使得二冷冷却强度与生产实际不匹配，影响铸坯表面温度，最终导致铸坯质量下降甚至诱发漏钢。由于压缩空气温度是可以测量的（通过在压缩空气管线上安装温度传感器），温度测量量作为压缩空气工作压力的控制因素参与二冷控制可以有效的消除环境温度的剧烈变化对二次冷却产生的影响，最终达到稳定铸坯表面温度，稳定铸坯质量，降低漏钢率的目的。因此开发基于二冷压缩空气温度反馈的冷却控制系统有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种连铸机二次冷却控制系统及其控制方法，旨在消除环境温度剧烈变化导致的压缩空气温度波动对浇铸安全和铸坯质量的影响，为连铸机高产顺产提供有力的技术支持。

本发明的目的是由以下方式实现的：

本发明提供一种连铸机的二次冷却控制系统，包括温度检测单元、压力检测单元、调节单元、可编程逻辑控制单元、上位机单元，其特征是压力检测单元，温度检测单元和调节单元分别与可编程逻辑控制单元通过电缆相连接，上位机单元与可编程逻辑控制单元通过网络相连接。

所述一种连铸机的二次冷却系统的控制方法如下：其特征是：

首先在上位机单元中设定压缩空气基准温度值，温度调节系数值和压缩空气基准温度值时的基准压力设定值。

可编程逻辑控制单元根据采集的二冷压缩空气的温度值和上位机单元发出的压缩空气基准温度值，温度调节系数值和压缩空气基准温度值时的基准压力设定值来动态调整二冷压缩空气的设定工作压力值，

可编程逻辑控制单元计算出动态调整后的设定工作压力值后，系统根据采集的二冷压缩空气的实际压力值同动态调整后的设定工作压力值进行比较，当二者的偏差值超过一定范围时，可编程逻辑控制单元发出调节值到调节单元9中控制气动调节阀14动作，气动调节阀14将反复动作直到二者偏差值在一定范围内，该压力控制实质上是PID闭环控制；

最终系统通过调整压缩空气的工作压力来达到消除二冷压缩空气温度波动对铸坯表面温度的影响。

本发明具有以下优点：

本发明将压缩空气温度波动作为一种可消除的扰动来进行控制，增强了二次冷却对压缩空气温度波动的响应速度。

本发明能迅速通过改变压缩空气工作压力来补偿压缩空气温度波动对铸坯表面温度产生的影响，克服目前控制方法中控制因素考虑不全面的不足之处。

附图说明：

图1为本发明的连铸工艺图；

图2为本发明的系统工作框图；